Fluxu genetiko

Fluxu genetikoa edo gene-fluxua mekanismo ebolutibo bat da, garrantzitsua populazioen artean aniztasun genetikoa transferitzeko. Fluxu genetikoaren bidez alelo berriak populazioan sartzen dira hautespen naturalaren ondorioz, maiztasun alelikoak aldatuz.[1] Modu honetan, populazioen arteko dibergentzia ahuldu (hau da, taldeen arteko desberdintasuna murriztu), populazio barneko aldakortasuna emendatu eta moldaera lokala saihestu daiteke.[2]

Fluxu genetikoa da populazio batetik bestera aleloen transferentzia, indibiduoen immigrazioaren bidez.

Hori deta eta, pentsatu izan da fluxu genetikoak espeziazioa murrizten duela eta hedapena prebenitzen duela, desberdintzera eta egokitzera eramango luketen bariazio genetikoan desberdintasunak garatzea eragotziz.[3] Hala ere, gene-fluxurik ez badago, endogamia handitu egin daiteke, adibidez, uharte-populazio askok isolamendu geografikoaren eta biztanleria-tamaina txikien ondorioz fluxu genetiko-tasa txikia dute eta arrisku handiagoa dute desagertzeko.[4]

Fluxu genetikoaren tasan eragiten duten faktoreak

Fluxu genetikoa garrantzitsua izan daiteke espezieak kontserbatzeko. Populazio bat zatikatua badago, hau da, azpipopulazio txikiagotan zatituta badago, azpipopulazioen arteko fluxu genetikoa murriztu egin daiteke. Horrek dibertsitate genetikoa murriztea eta desagertzeko arrisku handiagoa ekar dezake. Hala ere, zenbait faktorek eragina dute populazioen arteko fluxu genetikoaren tasan. Kontuan izan behar da bi populazioen arteko transferentzia-tasa geroz eta handiagoa bada, orduan eta azkarrago berdindunko direla bi populazioen maiztasun alelikoak. Baina gene-fluxu txikia espero da distantzia handiko populazioen artean, mugigarriak ez diren populazioen artean, habitat zatikatuetan, populazio lurraldekoien artean eta egokitzapen (edo moldapen) sendoa duten populazioen artean.[5]

  • Distantzia: Zenbat eta urrunago egon bi populazio, orduan eta probabilitate txikiagoa dago indibudoen arteko fluxu genetikoa gertatzea, distantzia luzeko bideak egin behar direlako ugaltzeko.
  • Mugikortasuna: Oso mugigarriak diren espezieek mugitu eta nahasteko (ugaltzeko) aukera gehiago izateko joera dute. Animaliak landareak baino mugikarriagoak direla uste bada ere, polena eta haziak distantzia handitan garraia daitezke animalia, ura edo haizearen bitartez.[6]
  • Habitata: Bi populazioren arteko habitat motak ere eragina izan dezake fluxu genetikoan. Adibidez, bi populazio hesi fisiko batek (hala nola, mendi edo ibai batek) bereizten baditu, ez da hain erraza indibiduoak ugaltzea.[7]
  • Portaera: Indibiduoen portaerak ere eragina izan dezake fluxu genetikoan. Adibidez, indibiduoak oso lurraldekoiak badira, ez da hain probablea beste populazio batzuetako indibiduoekin nahastea. Edo espezie bat gautarra bada eta bestea egunekoa, zaila da bien arteko gurutzaketa.
  • Egokitzapena: Tokiko egokitzapenak ere eragina izan dezake fluxu genetikoan. Populazio bateko indibiduoak beren ingurune lokalera ongi egokituta badaude, ez da hain ondo egokituta ez dauden beste populazio batzuetako indibiduoekin ugaltzeko aukera handirik izango.

Fluxu genetikoaren oztopoak

Fluxu genetikoaren oztopoak espezie bereko populazioen arteko gene-mugimendua eragozten edo mugatzen duten faktoreak dira. Oztopo edo hesi motak hurrengoak izan daitezke: hesi geografikoak (ozenoak, ibaiak, mendiak, glaziarrak, distantzia eta habitat zatitua), ekologikoak (txoko ekologiko desberdina, gaitasun interespezifikoa eta harraparitza), biologikoak (ugalketa isolamendua edo endogamia) edo artifizialak (errepideak, kanalak, hormak, kutsadura eta gehiegizko ustiapena). Esan dezakegu, fluxu genetikoaren oztopoak beraz, espeziazio alopatriko eta sinpatrikoa eragiten duten faktoreak direla.

Espeziazio alopatrikoa
Espeziazio alopatrikoaren eskema.

Espeziazio alopatrikoa edo espeziazio geografikoa espezie bateko populazio bat populazio nagusitik geografikoki isolatuta geratzen denean gertatzen den espeziazio modu bat da.[8] Oztopo geografikoak gene-fluxua oztopatzen du hurrengo prozesuaren bidez:

  1. Isolamendu geografikoa: Hesi geografiko batek, hala nola, ibai, mendi, glaziar edo ozeano batek, populazio bat gainerako indibiduoetatik bereizten du. Hesi horrek populazio bakartuaren eta populazio nagusiaren arteko fluxu genetikoa eragozten du. Baina hesi hau artifiziala ere izan daiteke, adibidez, Urrunagako urtegia edo AP-8 autobia.
  2. Dibergentzia genetikoa: Populazio nagusia zatitzen da eta azpipopulazioa beste eremu batean bizi da. Denboran zehar, populazio bakartua bere ingurune berrira egokitzen da hautespen naturalaren eta jito genetikoaren bidez. Hautespen naturalak egokitze-abantailak ematen dituzten geneak aukeratzen ditu eta jito genetikoak ausazko aldaketak eragiten ditu populazio barruko aleloen miztasunean.
  3. Espezie berriak sortzea: Denboraren poderioz, populazio isolatuak nahiko desberdintasun genetiko ditu populazio nagusiarekiko, eta populazio hori ezin da arrakastaz ugaldu, hau da, ezin da gene-fluxurik gertatu banandutako azpipopulazioen artean eta azpipopulazioaespezie berri bihurtu dela jotzen da.
Espeziazio sinpatrikoaren eskema.

Espeziazio sinpatrikoa

Espeziazio sinpatrikoa populazioak bereizten dituen hesi geografikorik gabe gertatzen den espeziazio mota bat da. Arbaso beretik sortutako espezieak maila berean sortzen direnean ugaltze-hesi baten ondorioz gene-fluxu oztopatzen du[9], zehazki, hurrengo prozesuaren bidez:

  1. Ugalketa-isolamendua: Eremu geografiko berean, espezie bateko populazio batek ugalketa-isolamendua du. Horrek esan nahi du jatorrizko populazioko indibiduoak ezin direla beren artean arrakastaz ugaldu, eta ondorioz, bi populazio bakan edo gehiago sortzen direla ugalketaz.
  2. Ugalketarako isolamenduaren mekanismoak: Ugalketarako isolamendua eragin dezaketen hainbat mekanismo daude, baina hurrengoak dira garrantzitsuenak: aldi baterako isolamendua (populazioak urtaro edo ordu desberdinetan ugaltzen dira), jokabide-isolamendua (gorteiatze-erritu desberdinak dituzte), isolamendu ekologikoa (txoko ekologikoen erabilera desberdina), isolamendu mekanikoa (ugalketa-organoen anatomia desberdina) eta isolamendu gametikoa (gametoen arteko bateraezintasuna).
  3. Dibergentzia genetikoa: Ugalketa bidez isolatu ondoren, populazioen desberdintasun genetikoak metatu daitezke denboran zehar hautespen natural (egokitze-abantailak) eta jito genetikoaren (aleloen maiztasunean ausazko aldaketak) bidez.
  4. Espezie berriak sortzea: Ugalketa bidez bakartutako populazioek hibridazio arrakastatsua eragozteko adina desberdintasun genetiko metatu dituztenean, espezie desberdinak direla esan dezakegu.

Fluxu genetikoa emendatzeko estrategiak

Dibertsitate genetikoa gutxitzea eta desagertzeko arrisku handia dagoen eremuetan, garrantzitsua da fluxu genetikoa emendatzeko estrategiak martxan jartzea. Adibidez, Eusko Jaurlaritzak izokin atlantikoa kudeatzeko plan bat ezarri du, fluxu genetikoa emendatzeko neurriak biltzen dituena, hala nola, ibaietako oztopoak kentzea, izokin gazteak birpopulatzea eta arrainentzako pasabideak sortzea.

Natura 2000 Europar Batasuneko sare ekologiko bat da, garrantzizko lekuek eta babes bereziko eremuek osatua.
  • Basa bizitzako korridoreak sortzea: Basa bizitzako korridoreak bi habitat edo gehiago lotzen dituzten lur eremuak dira. Indibiduoak populazioen artean sakabanatzeko bidea eman dezakete. Europan adibidez, "Natura 2000 Sarea" gune babestuen sare bat da, kontinente osoa hartzen duten korridore ekologikoak lotzen dituena, eta hegaztiak eta beste animalia batzuk migratzeko aukera ematen duen sarea.
  • Habitata berreskuratzea: Habitata lehengoratzeak habitat zatikatuak lotzen eta fluxu genetikoa handitzen lagun dezake. Adibidez, deforestatutako eremuak birlandatzea, eremu zingiratsu degradatuak berreskuratzea edo koral uharriak garbitzea.
  • Indibiduoak sartzea: Indibiduoak populazio batetik bestera sartzeak fluxu genetikoa areagotu dezake. Hala ere, espezie berriak habitat batean kontuz eta modu planifikatuan sartu behar dira, ondorio negatiboak saihesteko. Garrantzitsua da habitatak populazio berria jasateko duen gaitasuna ebaluatzea eta gaixotasunak edo harrapariak izateko arriskua kontuan hartzea. Gainera, sartutako populazioaren jarraipena egin behar da, haien arrakasta ebaluatzeko.

Fluxu genetikoaren ereduak

Norabide bakarreko fluxu genetikoaren eredua

Populazio batetik beste batera gertatzen da, baina aurkako norabidean ez da antzeko fluxurik ematen, hau da, populazio batek gene-iturri gisa jarduten du bestearentzat. Eredu hau gertatzea ohikoa da populazio handi eta egonkor (iturria) eta populazio txiki eta isolatuen (hustubidea) artean. Adibidez, kontinentetik irlara edo eremu menditsu batetik lautada batean doan ibaiaren kasuan gertatzen den gene-fluxua.

Bi norabideetako fluxu genetikoaren eredua

Eredu honetan, fluxu genetikoa bi populazioen artean gertatzen da, hau da, bi populazioek geneak trukatzen dituzte. Eredu hau ohikoagoa da elkarren artean lotura duten populazioetan, adibidez, alboko basoetan bizi diren espezieen artean.

Espezieen arteko fluxu genetikoa

Espezieen arteko gene-fluxua hainbat mekanismoren bidez gerta daiteke. Hurrengo mekanismoak dira ohikoenak:

Bakterioen arteko geneen arteko transferentzia horizontala. Transdukzioa, transformazioa eta konjugazioa.

Geneen transferentzia horizontala

Geneen transferentzia horizontala organismoen arteko gene-transferentzia da, ohiko ugalketa ez den beste era batera egiten dena. Geneak bakterioen artean eta bakterio eta beste organismoen artean, baita birusen eta beste organismo batzuen artean transdukzio (material genetikoa zelula ostalarian txertatzea, bakteriofago baten bidez), transformazio (material genetikoa bere inguruko zelula batek zuzean hartzea) eta konjugazioaren (material genetikoa transferitzea kontaktu zuzenean dauden bi bakterio-zelulen artean, plasmidoen bidez) bitartez trukatzen dira.[10] Sekuentzien arteko konparazioek gene askoren transferentzia horizontal berria iradokitzen dute espezie desberdinen artean eremu filogenetikoen mugetatik haratago. Beraz, espezie baten historia filogenetikoa ezin da modu zehatzean zehaztu soilik banakako geneetan oinarrituz.

Hibridazioa

Kasu batzuetan, arbaso amankomuna duten bi espezie ugaltzen direnean (adibidez, banandu zituzten oztopoa desagertzen delako) espezieek geneak eta ezaugarriak hibridatu eta trukatu ditzakete.[11] Bi espezie desberdinetako indibiduoen artean ugaldu eta ondorengo hibrido bideragarria eta emankorra lortzen bada, aukera ematen du espezieen arteko gene-fluxu gertatzeko. Hibridazio diferentziala gertatzen da, halaber, ezaugarri batzuk eta DNA beste batzuk baino errazago trukatzen direlako, eta hori presio selektiboaren edo horiek ez izatearen ondorio da. Sartutako espezieak jatorrizko espezieak ordezten hasten direnean, jatorrizko espezieak mehatxupean ikusten dira eta biodibertsitatea murriztu egiten da. Hori dela eta, fenomeno hori negatiboa da, dibertsitate genetikoa aregaotzen duen fluxu genetikoko kasu positibo baten ordez.[12] Garrantzitsua da aipatzea hibridioak ez direla inoiz gurasoen belaunaldi bezain "egokiak", kontserbazio-genetikaren azken helburua espezie baten osotasun genetikoa mantentzea eta biodibertsitatea zaintzea baita.[13]

Ingeniaritza genetikoa

Ingeniaritza genetikoaren bidez espezie baten geneak modu artifizialean transferi daitezke beste espezie batera laborategi batean, hau da, berez hibridatu ezin diren espezieen artean geneak transferi daitezke. Gainera, ingeniaritza genetikoari esker, espezie baten pool genetikoa modu gidatuan alda daiteke. Adibidez, ingeniaritza genetikoa erabil daiteke bakterioen geneak landareetara transferitzea herbizidekiko erresistentzia lortzeko, giza geneak animaliei transferitzea proteina terapeutikoak sortzeko, gizakien gaixotasun genetikoak edizio genetikoaren bidez zuzentzeko eta laboreetako elikagaien ekoizpena hobetzeko geneak aldatzeko.

Fluxu genetikoa giza populazioan

Giza populazioan etengabeko gene-fluxuak gertatu dira eboluzioan zehar. Giza populazio modernoa Afrikatik kanpoko Homo erectusaren erradiazioaren emaitza da. Erradiazioaren ondoren, azpipopulazio bakoitza tokiko bereizketara moldatzen joan zen hautespen naturalaren bidez, baina populazioen arteko gene-fluxuak gertatzen jarraitu zuten, espezie desberdinak sortzen ziren arte. Hala ere, Europan Homo sapiens espeziea Neandertalekin gurutzatu zen, eta horrek gene-fluxua eragin zuen populazio horien artean, eta gaur egun ere, gene-fluxu horrek Europako populazioan eragina du.[14]

Askotan gene fluxua eta migrazioa sinonimotzat hartzen dira, baina ez da horrela erabili behar. Gene fluxua pool geniko desberdinen arteko aleloen transferentziari dagokio eta migrazioa populazio batetik beste baterako indibiduoen mugimendu iraunkor edo epe luzerako bati dagokio. Hau da, pertsona batek migratu dezake, alelorik transferitu gabe (adibidez, bidai batean) edo aleloak transferitu, baina migraziorik eman gabe (adibidez, gerra batean).

Erreferentziak
  1. (Ingelesez) Stankowski, Sean. (2013-05). «Ecological speciation in an island snail: evidence for the parallel evolution of a novel ecotype and maintenance by ecologically dependent postzygotic isolation» Molecular Ecology 22 (10): 2726–2741.  doi:10.1111/mec.12287. ISSN 0962-1083. (Noiz kontsultatua: 2024-03-02).
  2. (Ingelesez) Slatkin, Montgomery. (1987-05-15). «Gene Flow and the Geographic Structure of Natural Populations» Science 236 (4803): 787–792.  doi:10.1126/science.3576198. ISSN 0036-8075. (Noiz kontsultatua: 2024-03-02).
  3. (Ingelesez) Bolnick, Daniel I.; Nosil, Patrik. (2007-09). «NATURAL SELECTION IN POPULATIONS SUBJECT TO A MIGRATION LOAD» Evolution 61 (9): 2229–2243.  doi:10.1111/j.1558-5646.2007.00179.x. ISSN 0014-3820. (Noiz kontsultatua: 2024-03-02).
  4. (Ingelesez) Eldridge, Mark D. B.; King, Juliet M.; Loupis, Anne K.; Spencer, Peter B. S.; Taylor, Andrea C.; Pope, Lisa C.; Hall, Graham P.. (1999-06). «Unprecedented Low Levels of Genetic Variation and Inbreeding Depression in an Island Population of the Black‐Footed Rock‐Wallaby» Conservation Biology 13 (3): 531–541.  doi:10.1046/j.1523-1739.1999.98115.x. ISSN 0888-8892. (Noiz kontsultatua: 2024-03-02).
  5. (Ingelesez) Hastings, Alan; Harrison, Susan. (1994-11). «METAPOPULATION DYNAMICS AND GENETICS» Annual Review of Ecology and Systematics 25 (1): 167–188.  doi:10.1146/annurev.es.25.110194.001123. ISSN 0066-4162. (Noiz kontsultatua: 2024-03-02).
  6. (Ingelesez) Cunningham, Charles; Parra, Jorge E; Coals, Lucy; Beltrán, Marcela; Zefania, Sama; Székely, Tamás. (2018-05-09). «Social interactions predict genetic diversification: an experimental manipulation in shorebirds» Behavioral Ecology 29 (3): 609–618.  doi:10.1093/beheco/ary012. ISSN 1045-2249. PMID 29769794. PMC PMC5946871. (Noiz kontsultatua: 2024-03-02).
  7. (Ingelesez) Grant, Peter R.; Grant, B. Rosemary. (2002-04-26). «Unpredictable Evolution in a 30-Year Study of Darwin's Finches» Science 296 (5568): 707–711.  doi:10.1126/science.1070315. ISSN 0036-8075. (Noiz kontsultatua: 2024-03-03).
  8. (Ingelesez) Su, H; Qu, L-J; He, K; Zhang, Z; Wang, J; Chen, Z; Gu, H. (2003-03). «The Great Wall of China: a physical barrier to gene flow?» Heredity 90 (3): 212–219.  doi:10.1038/sj.hdy.6800237. ISSN 0018-067X. (Noiz kontsultatua: 2024-03-02).
  9. (Ingelesez) Savolainen, Vincent; Anstett, Marie-Charlotte; Lexer, Christian; Hutton, Ian; Clarkson, James J.; Norup, Maria V.; Powell, Martyn P.; Springate, David et al.. (2006-05). «Sympatric speciation in palms on an oceanic island» Nature 441 (7090): 210–213.  doi:10.1038/nature04566. ISSN 0028-0836. (Noiz kontsultatua: 2024-03-02).
  10. (Ingelesez) Lang, Andrew S.; Zhaxybayeva, Olga; Beatty, J. Thomas. (2012-07). «Gene transfer agents: phage-like elements of genetic exchange» Nature Reviews Microbiology 10 (7): 472–482.  doi:10.1038/nrmicro2802. ISSN 1740-1526. PMID 22683880. PMC PMC3626599. (Noiz kontsultatua: 2024-03-03).
  11. (Ingelesez) Mallet, James. (2005-05). «Hybridization as an invasion of the genome» Trends in Ecology & Evolution 20 (5): 229–237.  doi:10.1016/j.tree.2005.02.010. (Noiz kontsultatua: 2024-03-03).
  12. (Ingelesez) Allendorf, Fred W.; Leary, Robb F.; Spruell, Paul; Wenburg, John K.. (2001-11). «The problems with hybrids: setting conservation guidelines» Trends in Ecology & Evolution 16 (11): 613–622.  doi:10.1016/S0169-5347(01)02290-X. (Noiz kontsultatua: 2024-03-03).
  13. (Ingelesez) Steeves, Tammy E.; Maloney, Richard F.; Hale, Marie L.; Tylianakis, Jason M.; Gemmell, Neil J.. (2010-12). «Genetic analyses reveal hybridization but no hybrid swarm in one of the world’s rarest birds» Molecular Ecology 19 (23): 5090–5100.  doi:10.1111/j.1365-294X.2010.04895.x. ISSN 0962-1083. (Noiz kontsultatua: 2024-03-03).
  14. (Ingelesez) Stringer, C. B.; Andrews, P.. (1988-03-11). «Genetic and Fossil Evidence for the Origin of Modern Humans» Science 239 (4845): 1263–1268.  doi:10.1126/science.3125610. ISSN 0036-8075. (Noiz kontsultatua: 2024-03-03).

Kanpo estekak


This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.